Вальцовый или дисковый корн-крекер? Или же что‑то среднее? У каждого из них свои преимущества и недостатки. Среди корн-крекеров есть как «универсалы», так и узкоспециализированные модели. Краткий обзор систем доизмельчения зерна для кормоуборочных комбайнов.
Техника для кормозаготовки
Ни к одной другой сельхозмашине сегодня не предъявляются столь различные требования, как к кормоуборочному комбайну. Мало того что каждая убираемая культура ведет себя по‑разному, так еще и растительная масса на выходе из комбайна в зависимости от целей, на которые она пойдет, должна быть измельчена, так как нужно. Диапазон длины резки составляет от 2,5 до 30 мм.
Однако вне зависимости от требуемой длины резки растительных волокон, если в массе присутствует зерно, то каждое зернышко должно быть измельчено. Этот процесс не должен влиять на длину волокон в остальной растительной массе. Именно поэтому к конструкции систем доизмельчения зерна, или, как их еще часто называют, корн-крекеров предъявляются очень высокие требования. Однако при всем многообразии представленных на рынке систем доизмельчения зерна для кормоуборочных комбайнов все они делятся на два вида: вальцовые и дисковые.
Вальцовые
Практически у каждого крупного производителя кормоуборочных комбайнов, за исключением фирмы Fendt, в ассортименте есть как минимум одна модель вальцового доизмельчителя зерна. Причем большинство фирм предлагают сразу несколько различных модификаций для одной и той же модели. Различаются они количеством зубьев и структурой поверхности вальцов.
– Вальцовые доизмельчители зерна удобны в эксплуатации и хорошо подходят для работ по кормозаготовке растительной массы с длиной резки от 3 до 26 мм. Однако если речь заходит о длинной резке и очень высокой урожайности, то в таких условиях вальцы могут стать лимитирующим фактором для комбайна. Причина – ограниченная площадь контакта поверхности вальцов и массы,– рассказывает Клаус Келлнер из компании John Deere.
Основная задача корн-крекеров состоит в раздроблении зерен для того, чтобы микроорганизмам в рубце коровы или ферментере биогазовой установки было проще добраться до питательных веществ. Результат работы системы доизмельчения зависит от диаметров вальцов, количества зубьев, разности частот вращения вальцов и расстояния между ними.
– Для того чтобы определить качество работы системы, необходимо отбирать пробы на выходе из работающего под полной загрузкой комбайна,– рассказывает Даниэль Бютер из фирмы Krone. – Если выясняется, что не все зерна были измельчены, то в первую очередь необходимо понемногу уменьшать зазор между вальцами. Таким образом увеличивается интенсивность измельчения зерен. Георг Дёринг из фирмы Class своим комментарием дополнительно отмечает еще один аспект в проблеме выбора зазора между вальцами: «При уменьшении расстояния между вальцами системы доизмельчения на 1 мм расход топлива двигателем комбайна может возрасти до 0,07 л / тонну убранной растительной массы и сократить пропускную способность на 15 т / ч». Казалось бы, всего 0,07 литра «дизеля» на тонну. Это звучит не так страшно! Однако если произвести полный расчет, например с учетом средней производительности 300 т / ч, которую вполне может обеспечить современный высокопроизводительный комбайн, и 10 часовой смены, то результат будет уже другим – примерно 210 л. Таким образом, зазор между вальцами одновременно должен быть настолько большим, насколько возможно, и настолько малым, насколько это необходимо.
В процессе настройки зазора для оптимизации доизмельчения не стоит забывать о том, что сильное влияние на измельчение растительных материалов оказывает и разность частот вращения вальцов. В данном случае необходимо исходить из целей, для которых убирается растительная масса. Для биогазовой установки требуется более интенсивно измельченная масса, которую проще равномерно распределить в ферментере и к которой будет проще добраться микроорганизмам.
Поскольку измельчитель настроен в этом случае на очень короткую длину резки, в корн-крекер попадают уже достаточно короткие растительные волокна. Поэтому многого от него не требуется – он работает лишь для доизмельчения оставшегося зерна. «В случае с заготовкой силоса для биогазовой установки разность частот вращения вальцов можно установить небольшую», – пояснил Даниэль Бютер.
Конечно, молочным животноводам также важно тщательное измельчение зерна. Однако при этом они озабочены и структурным состоянием силоса, который нужен для нормальной работы рубца коров. Для этого разницу частот вращения вальцов можно несколько увеличить. В результате на выходе в массе будут более длинные волокна. В данном случае корн-крекеру придется работать намного интенсивнее, ведь он должен будет пропускать через себя более крупные части убираемой культуры. Вальцы корн-крекера, имеющие большой диаметр, даже при значительной разнице частот вращения лучше справляются с большими потоками массы.
В череде традиционных вальцов особняком стоит корн-крекер MCC Max фирмы Claas. В отличие от всех остальных, вальцы в этой системе не сплошные. Они состоят из множества рабочих сегментов, которые имеют комбинируемые участки дробления, резки и истирания. «Благодаря этому можно не просто сохранятьдлинные волокна, но и улучшать их структуру более интенсивной обработкой», – отмечает Георг Дёринг из фирмы Claas.
Как уже было отмечено, вальцы системы состоят из множества отдельных круглых сегментов, которые входят в зацепление друг с другом. Однако за счет большой интенсивности условий работы они, в отличие от традиционных, подвержены несколько большему износу. Это цена, которую приходится платить за большую универсальность и возможность работать в более широком, чем MCC Classic, диапазоне длины резки.
Дисковые
Дисковые системы доизмельчения зерна в кормоуборочных комбайнах появились еще в 70‑x годах XX века. «Если ранее вследствие плохих эксплуатационных и прочностных характеристик материалов поверхностей дисков срок их службы был небольшим, то сегодня он вполне приличный – в среднем порядка 2000 га», – рассказывает Хаген Оттерсбах из фирмы Lacotec.
Конструктивно подобная система измельчения состоит из множества находящихся во взаимном зацеплении дисков, которые расположены на двух валах. Подобная схема конструкции и принцип работы имеют одно системное преимущество: при тех же габаритных размерах, что и вальцовая система, площадь рабочих поверхностей в дисковой существенно больше (до 310 % разницы).
– С течением времени происходил рост мощности двигателей кормоуборочных комбайнов, а вот сечение канала оставалось прежним. Рано или поздно наступит момент, когда корн-крекер окажется своеобразным бутылочным горлышком, которое должно пропустить через себя очень много растительной массы. Благодаря большей площади рабочих поверхностей дисковый корн-крекер в этой ситуации имеет явное преимущество и способен обеспечить высокую пропускную способность и интенсивность доизмельчения, – отмечает Хаген Оттерсбах.
Однако это еще не все. Дисковые системы доизмельчения могут обеспечить и большую гибкость в работе. «Они способны работать в более широком диапазоне длины резки. Вне зависимости от выбранной длины резки и целей, на которые пойдет впоследствии силосная масса, наша система KernelStar2 может всегда оставаться на своем законном месте в комбайне», – рассказывает Клаус Келлнер из компании John Deere. В KernelStar2 за счет запатентованной системы из двух рядов выпукловогнутых дисков достигается еще большая интенсивность работы. Права на основные технические решения системы Kernelstar были выкуплены John Deere у немецкой фирмы Lacotec в 2012 году. На базе развития этих решений и появилось нынешнее поколение KernelStar2.
Фирма Fendt предлагает для линейки кормоуборочных комбайнов Katana исключительно V-образный дисковый корн-крекер. «Мы хотим предложить клиентам наиболее эффективное техническое решение для до измельчения зерна. Именно поэтому мы остановились на V-образном дисковом корн-крекере. В настоящее время ни одна другая система не способна обеспечить подобную интенсивность и универсальность работы. А благодаря технологии горячей штамповки дисков мы в состоянии обеспечить и низкие эксплуатационные затраты», – пояснил Маркус Шёфер из фирмы Fendt.
Длиннее, еще длиннее…
Все производители кормоуборочных комбайнов декларируют, что их корн-крекеры способны раздробить каждое зернышко даже при длине резки волокон вплоть до 28 мм. Однако для подобной резки должна быть не только правильно подобрана и настроена система доизмельчения, но и основной измельчающий барабан. Речь идет о рекомендации производителей уменьшить количество установленных в барабане ножей. Так, в зависимости от модели фирма John Deere рекомендует сократить число ножей до половины или трех четвертей от полного комплекта, а, например, фирма New Holland – установить их по схеме 10 x 2. Однако при большой длине резки не стоит забывать о необходимости максимально полно использовать энергетическую ценность силоса. С технической точки зрения, особых препятствий при создании систем доизмельчения зерна для производства высокоэнергетичного силоса с более длинными волокнами у производителей кормоуборочных комбайнов нет. Для этого требуется всего лишь еще увеличить площадь рабочих поверхностей корн-крекеров. Однако стоит помнить, что при увеличении длины резки до 30 мм сельхозпроизводителям потребуется пересматривать всю стратегию производства кормов и кормления. Причем начать придется с выбора подходящих сортов, уделить внимание распределению массы в силосной траншее и трамбовке и, разумеется, не забыв пересмотреть рационы кормосмеси. Кстати, по вопросу трамбовки эксперты в настоящее время не могут сойтись во мнении, где находится тот верхний предел длины резки волокон, который лимитирует возможность успешной трамбовки массы. Проблема в том, что снижение качества трамбовки нарезанной длиннее растительной массы может увеличить риск потерь силоса от разогрева. Этот же вопрос может возникнуть и при выемке корма. Не всякая техника может позволить аккуратно «откусить» часть, и не потревожив при этом оставшийся в траншее силос. В результате после выгрузки срез будет неровный.
В последние годы термин «шредлаж» проник в умы молочных животноводов. С учетом роста затрат на производство кормов и снижения доходов многие видят именно в нем шанс изменить сложившуюся ситуацию. Опыт североамериканских фермеров свидетельствует о том, что в определенных условиях он дает выигрыш по молочной продуктивности стада. Однако там, в большинстве случаев, используют сорта кукурузы с меньшим содержанием лигнина, которые неизвестны в Европе.
Стоит отметить, что само понятие «Шредлаж» обозначает как зарегистрированную торговую марку, так и способ производства кукурузного силоса. Сама технология разрабатывалась в США на протяжении многих лет. Основная цель – дать возможность североамериканским молочным животноводам использовать в кормлении силос из длиннонарезанной массы.
Однако первопричина поиска технологического решения в США этой проблемы была несколько в другом. В США солома в качестве структурной добавки в кормосмесь американским фермерам обходится дороже, чем кукуруза, а сенаж или сено из трав во многих случаях фактически недоступны. В Германии дела обстоят совсем по‑другому. Однако факт остается фактом – для того чтобы рубец у коровы работал, нужна оптимальная структура корма. Солома – неплохой и дешевый структурный заполнитель, правда, питательная ценность у нее минимальна. А вот у кукурузы с этим все в порядке. А поскольку питательные вещества содержатся не только в зерне, но и в измельченной стебельчатой массе, то большая длина резки и грубый разрыв стеблей при ней обеспечивает лучшее переваривание всей массы растения. Начиная с 2015 года оригинальную систему измельчения для получения шредлажа по лицензии производил Claas на своем заводе в Падеборне (ФРГ), а в августе прошлого года концерн полностью выкупил патент.